移动IP的多层次位置管理及路由优化( 二 )


当MN从HLR1域移动到HLR2域时,当MN从MSC1/VLR1下的RA1移动到MSC2/VLR2下的RA2时,MN通过当前MSC2向HLR发出局部注册请求,注册其当前RA2中CoA:(1)VLR2收到MN的注册请求,产生临时注册;(2)切换域HLR2收到VLR2的注册请求,确定其为切换进来的新用户 。若HLR2专用存储区中无该用户的记录信息,则HLR2在其专用存储区中生成临时记录,并向VLR2发确认信息(含MN的合法性检查),且向上一级HLR转发注册请求;(3)上一级HLR更新MN的位置信息,并向MN的位置HLR2发确认信息(含MN的合法性检查);HLR2向VLR2发确认信息(含MN的合法性检查);(5)VLR2向RA2 并从而向MN确认 。类似情况,其注销过程也与上述HLR2域内的相似 。
依次类推,每一级HLR负责该级直接下属HLR间切换的移动用户的注册,而不必远程的HA的参与 。这种多层次的智能位置治理机制可最大限度地降低注册时延,再引入位置猜测机制,可降低切换时延,从而提高系统的效率和性能 。
2.2 位置猜测机制
2.2.1 移动IP的位置猜测
为了取得平滑切换,在本地注册域内采用邻居单播的方法,由RA或HLR同时单播分组给即将到达的新BS及当前BS,新BS预先缓存分组 。当MN切换到该BS时,新BS将MN还没接收到的分组转发给MN,从而实现切换的最小分组丢失 。如图2,处于BS 1处的MN告诉BS 1它的位置状态信息(方向、距离等),BS 1根据这些信息猜测MN即将去往的相邻基站BS 2,并在MN即将离开自己时通知HLR该位置猜测结果,要求HLR同时单播分组到BS 2,BS 2缓存分组 。当MN进入BS 2的蜂窝时,BS 2转发缓存的MN没有收到的数据给MN 。
一般说来,MN不是随机的、而是可以猜测的移动 。比如,在街道上的MN,应当沿着街道的方向移动 。因此,在非凡的区域,根据MN以前的位置状态,可以猜测MN的下一个基站 。
假定自由空间的传输模式,MN接收到基站的信号强度取决于两者之间的距离,若MN在基站的无线通信范围内,可以收到所有分组,否则,丢失所有分组 。设i为与当前基站BS0相邻的六个基站以及当前基站BS0中的一个,如图3,(xi, yi)为基站i的发射塔位置,(x,y)为MN的当前位置,则MN与基站i之间的距离di=(i=0,1,2,3,4,5,6)
随着MN的移动,di也随着改变,其中可能有三(四)个会随之减小,而另四(三)个则随之增加 。di减小的基站极有可能是MN可能去往的基站 。当di=R(R为基站的无线通信范围的半径 。满足这个条件的基站i最多有三个)时,MN已进入基站i的无线通信范围内,但还没有中断与当前基站BS0的通信,这时当前基站通知RA或HLR其单播邻居列表,RA或HLR根据单播邻居单播列表单播分组,基站i缓存分组 。当MN进入基站i的蜂窝时,在切换期间缓存的分组及时发送到MN 。
2.2.2 移动IP的接续猜测
当基站i接收到MN的注册请求时,使用多层次移动治理处理该请求 。首先,基站i检查该MN是否是新注册的,若是,则在适当的HLR中保存该地址,同时根据扩展的注册请求消息进行位置猜测,产生单播邻居列表和邻居单播通知距离dn=R(即当di=R时当前基站通知RA或HLR根据单播邻居列表向基站i单播分组) 。并转发该注册请求到RA;否则,当前基站检查是否到了通知距离,若是,把单播邻居列表附在注册请求消息中转发给RA 。基站接收到有关该MN的第一次注册响应时,检查其缓冲区,看是否有该MN的分组,若有,则转发 。为防止收到相同的分组,在注册请求消息中表明其最近收到的分组ID,基站将据此转发 。
3 优化路由的VPN安全解决方案
移动IP的注册本地化机制给路由优化提供了便利 。当CN要向MN发送数据分组时,CN问寻HLR而获得MN的当前CoA,然后直接将数据分组隧道给MN的CoA,CN可以捆绑MN的CoA,以便下一次发送数据分组时无需再次访问HLR 。由于路由优化会带来新的安全问题,为解决安全问题而为CN与MN进行相互认证的密钥数目必定呈几何级数增长,因而路由优化一般被认为意义不大 。但虚拟专用网(VPN)技术有望解决这一问题 。VPN技术应用于解决移动IP的安全问题时采用IPSec协议 。

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